一种利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法与流程

本发明涉及电力系统巡检辅助技术领域，尤其涉及一种利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法。

背景技术：

开关柜是一种电气设备，其主要功能是在电力系统的发电、输电、配电和电力转换过程中对电力设备进行打开、关闭、控制和保护，部件包括断路器、隔离开关、负载开关、操作机构、变压器和各种保护装置。开关柜的外线首先进入开关柜的主控制开关，然后进入开关柜的分支控制开关，各分支按其需要进行设置，如仪表、自动控制、电机磁开关、各种交流接触器等。

开关柜的分类方法实际有很多，可根据不同的电压等级，可分为高压开关柜、中压开关柜和低压开关柜，主要适用于电厂、变电站、石化行业、冶金轧钢、轻工、纺织、工矿企业、住宅小区、高层建筑等场合。

本发明技术方案之研发人员主要以变电站压板开关保护柜为实施范围进行相应的有助于识别压板开关状态的技术方案设计，例如，在110kv变电站中通常有10-20个保护屏柜，220kv和500kv变电站的保护屏柜数量可达上百个，每个保护屏柜的压板开关数量多达六十三个，巡检工作需要对这些压板开关进行检查，包括各个开关的状态，如低压侧电压状态、低后备简易母线保护状态、低后备置检修状态、以及备用状态等。然而，在目前的人工巡检过程中存在工作量大、及时性差、工作记录纸质化等问题，加之巡检人员由于身理和心理素质、责任心、技术水平、工作经验等因素可能会出现失误，从而留下安全隐患，甚至造成重大安全灾害。

近年来，随着目前的机器视觉技术和网络技术的不断发展，研发人员可通过摄像头对保护屏柜的压板部分进行拍照，然后在相应算法的基础上设计软件程序，从而形成具备相应识别程序的处理器，以便对图像进行处理来识别出压板的开关状态。

通过对以往的整体识别步骤进行分析之后发现，即便可以结合一些常规的算法来设计出相应的软件识别程序，目前依然缺少一套针对压板开关状态提升其识别准确程度与识别效率的方法。

本发明技术方案之研发人员也正是在以上设计需求的基础上，对应用于压板开关状态的具体识别方式进一步优化，提出一种利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法，其以手机等移动设备的包含压板开关状态建模、压板开关数字和字母识别模块、以及压板开关汉字识别模块的识别程序为基础，通过移动设备拍照或拍摄，进而对压板开关的数字和字母识别读取、对压板开关汉字识别读取，并且对得到的压板开关图像进行识别处理、比对，从而提高压板开关状态识别的准确程度。经过实际投入的生产经验可知，本发明所提出的技术方案能够至少缓解、部分解决或能够完全解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

为克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题，本发明提供一种利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法，以手机等移动设备的包含压板开关状态建模、压板开关数字和字母识别模块、以及压板开关汉字识别模块的识别程序为基础，通过移动设备拍照或拍摄，进而对压板开关的数字和字母识别读取、对压板开关汉字识别读取，并且对得到的压板开关图像进行识别处理、比对，从而提高压板开关状态识别的准确程度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法，其用于对变电站压板开关状态的识别，所采用的步骤包括：

ⅰ、以移动设备为载体安装相应的识别程序，该程序的功能设计包含压板开关状态建模部分、压板开关数字和字母识别模块、以及压板开关汉字识别模块的识别程序，其中的压板开关状态建模部分包含若干识别单元，这些识别单元的功能包括识别全部压板开关的投入状态、退出状态和备用状态；

ⅱ、将压板开关原始数据导入，包括压板开关编号、名称以及设定状态，其中，设定状态包括投入状态、退出状态、备用状态；

ⅲ、再通过移动设备拍照或拍摄，得到能够显示各个压板开关实时状态的图像；

ⅳ、在得到图像的同时，自动识别到各个压板开关代表编号的数字和字母、以及汉字名称；

ⅴ、利用安装在移动设备的程序对拍照的图像去色，得到仅包括黑、白两色的去色后的图像；

ⅵ、根据不同的压板开关状态对去色后的图像进行分类提取，获得能够分别体现投入状态、退出状态、备用状态的图像数据；

ⅶ、利用安装在移动设备的程序对提取的图像数据进行比对与识别。

进一步地，对于识别程序，由于其可自动设置已经准确识别过的压板，因而，对于步骤ⅳ，当碰到相同压板编号时，自动跳过，以便提高运算速度。

对于以上本发明所实施之技术方案进一步补充，包括：

其中，移动设备包括但不限于手机；

其中，程序设计以安卓pda为软件载体；

其中，识别程序的功能模块包括深度学习框架模块；

另外，压板开关的状态包括低压侧电压状态、低后备简易母线保护状态、低后备置检修状态、以及备用状态。

本发明所实施之技术方案，还可相应地实施为：

识别程序的功能模块包括压板形态训练模块，识别程序的功能模块包括文字识别训练模块，识别程序的功能模块包括压板状态训练模块。此外，还可对图像设置相应的标注。

本发明所提出的方法步骤以手机等移动设备的包含压板开关状态建模、压板开关数字和字母识别模块、以及压板开关汉字识别模块的识别程序为基础，通过移动设备拍照或拍摄，进而对压板开关的数字和字母识别读取、对压板开关汉字识别读取，并且对得到的压板开关图像进行识别处理、比对，从而提高压板开关状态识别的准确程度；对于识别程序，由于其可自动设置已经准确识别过的压板，因而，当碰到相同压板编号时，可自动跳过，以便提高运算速度。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明所实施的利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法，其处理流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明拟实施的利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法，要达到的目的在于，解决以往变电站压板开关识别过程因无法通过快速读取、比对、识别而导致工作时的识别准确程度较低且浪费大量的技术问题。

本发明所实施之技术方案，是通过以手机等移动设备的识别程序为基础，通过移动设备拍照或拍摄的方式，对压板开关的数字和字母识别读取、对压板开关汉字识别读取，对得到的压板开关图像进行识别处理，因而，形成了一套利于提高识别压板开关状态准确率的自动识别方法。另外，由于采用的程序建立方式、所用到的算法以及图像处理方式的不同，可根据设计需求选择不同的方案，且本发明技术方案重点在于利用手机等移动设备对变电站压板开关状态识别而形成的技术手段，那么，对于设备型号选配、拍照或拍摄方式的选择等相比现有常规技术手段均无改进，并且可根据需要进行增减设置。显然，本发明之技术方案也就不涉及选用何种型号来匹配、采用何种拍摄方式等相应的技常规术手段，本领域技术人员均知晓，只要能够实施本发明技术方案之方法，额外参考一些常规技术手段也是必要的，本领域技术人员可结合实际设计需求；当然，不仅限于设备型号、拍摄方式的选择等。因而，本发明所实施的技术方案实际上是一种能够让本领域技术人员结合常规技术手段参照及实施的利用手机等移动设备进行自动识别的方法，技术人员根据不同的应用条件以及设计需求，按照本申请形成的识别方法进行实际应用，能够实际获得其带来的一系列优势，这些优势将会在以下对方法步骤的解析中逐步体现出来。

如图1所示，本发明所实施的利于提高压板开关状态准确率的自动识别方法，其步骤主要包括：

首先，以手机等移动设备为载体安装相应的识别程序，该程序的功能设计包含压板开关状态建模部分、压板开关数字和字母识别模块、以及压板开关汉字识别模块的识别程序，其中的压板开关状态建模部分包含若干识别单元，这些识别单元的功能包括识别全部压板开关的投入状态、退出状态和备用状态；

然后，将压板开关原始数据导入，包括压板开关编号、名称以及设定状态，其中，设定状态包括投入状态、退出状态、备用状态，再通过手机等移动设备拍照或拍摄，得到能够显示各个压板开关实时状态的图像，并且识别到压板开关的编号(包括数字和字母等)、以及压板开关的带有汉字的名称；

最后，利用安装在手机等移动设备的程序对拍照的图像去色，得到仅包括黑、白两色的图像，再根据不同的压板开关状态对图像进行分割提取，获得能够分别体现投入状态、退出状态、备用状态的图像数据，利用安装在手机等移动设备的程序对提取的图像数据进行比对与识别。

对于以上所实施的识别方法，显然，在提高识别效率方面，可通过所配置的识别程序设计来自动设置已经准确识别过的压板，当碰到相同压板编号时，自动跳过，有利于优化程序，且提高设备运算速度。

本发明所实施的利于提高压板开关状态准确率的自动识别方法，具体实施时，技术人员可根据不同设计需求结合常规技术手段对识别程序进行设计，例如，取出输入图hsv颜色空间中的s通道，进行阈值80，最大值255的二值化；利用morphologyex函数进行形态学运算，内核选择尺寸为9x9的矩形，对图像开运算；利用findcontours函数寻找轮廓，存下找到的所有轮廓contours；对contours的每一个元素取最小外接矩形boundrect；计算所有boundrects的面积中位数，对boundrects的每一个元素限定boundrects与其的偏差域进行第一次筛选，筛选出tarrects1；对tarrects1的每一个元素限定长宽比例进行第二次筛选，筛选出tarrects2；对tarrects2的每一个元素根据长宽比例判断压板开关状态；对tarrects2的每一个元素的x坐标递增排序，计算相邻元素差，并将相邻差转换为百分比变化diff；对tarrects2的每一个元素的y坐标递增排序，计算相邻元素差，并将相邻差转换为百分比变化diff。当然，这些程序设计方式可以为技术人员提供相应的参考。

在本说明书的描述中，若出现术语“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语“安装”、“设置”、“具有”等均做广义理解，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同；③以本发明技术方案为基础进行拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明文本记载内容或说明书附图所作的等效变换，将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。